Koeficient tření při posuvu a válcování

Za suchozemských podmínek se jakékoli pohyblivé tělo (nebo přicházející do pohybu) dostane do kontaktu s látkou životního prostředí nebo jinými těly. V tomto případě existují síly, které odolávají jejich pohybu. Tyto síly jsou volány síly tření, přeloží část mechanická energie pohyb ve vnitřní energii, který je doprovázen vyhříváním těles a prostředím.

Tření je vnější a vnitřní. Vnitřní (nazývaná také viskozita) spočívá ve vzhledu tangenciální síly mezi pohybujícími se vrstvami kapaliny nebo plynu, které narušují toto posunutí.

Na rozdíl od toho dochází k vnějšímu tření v místech styku pevných látek v podobě síly tangenciální k jejich povrchu a brání jejich vzájemnému posunutí. To je naopak rozděleno na statické (tření odpočinku) a kinematické. Statické tření se projevuje při pokusu o pohyb jednoho pevného tělesa vůči druhému. Kinematická existuje mezi pohyblivými tělesy ve vzájemném kontaktu. Vnější tření může být rozděleno na třecí klouzání a válcování.

Jaký je fyzický význam tření? Je to užitečné nebo škodlivé? Na první pohled nám tření jen znemožňuje: detaily mechanizmů, opotřebení pneumatik, podušky obuvi jsou vymazány a tak dále. perpetuum mobile je z tohoto důvodu nemožné. Ale podívejte se pozorně. Mizivé tření - nemůžeme chodit nebo převrátit knihu, ani nehýbat ani vůz ani přestat se pohybovat. Obrovské číslo fyzické jevy ve světě je založeno na tření. Dvě hlavní úspěchy lidstva, které určily vývoj civilizace - těžba ohně a vynález kolu - by bez něj nebyly možné.

Tento jev je založen na nesrovnalosti jakýchkoliv orgánů: jeden zářez v kontaktu vždy lpět na drsnosti povrchu na straně druhé. Pro dokonale hladký (např., Pečlivě leštěné) povrchy těsně vedle sebe, zákony molekulárního tření na základě vzájemné přitažlivosti molekul.

Věda tribologie zkoumá tření. V roce 1781 formuloval francouzský fyzik S. Coulomb základní zákony o suchém tření. Experimentálně vědec prokázal, že třecí síla F, k níž dochází při klouzání, je přímo úměrná síle N působící na těleso normálního tlaku. Tento vztah je následující:

N: F = k ∙ N;

kde k je koeficient tření (koeficient proporcionality). Jeho hodnota byla vypočítána následovně: tělo bylo umístěno na nakloněné rovině a změnou úhlu sklonu bylo dosaženo jednotný pohyb. Třecí síla F se rovná hnací síla P:

F = P ∙ sin a;

Velikost síly N (síla normálního tlaku) je P ∙ cos a tedy k = tan a. Koeficient tření je tedy tangens úhlu sklonu povrchu, podél kterého se těleso klouže rovnoměrně, tj. Při konstantní rychlosti.

V praxi může být její hodnota vypočítána pouze přibližně. Povrchy těl jsou zpravidla více či méně kontaminovány, mají oxidy, rez a další inkluze. Koeficient tření, stanovený v párech pro kombinace různých materiálů pomocí experimentů, je uveden ve zvláštních referenčních tabulkách.

Valivého tření vyplývá ze skutečnosti, že pohybující se kolo je mírně vtlačen do povrchu vozovky, tj. E. To má překonat malý pahorek. Čím silnější je silnice, tím menší je náraz a tím menší třecí síla. Jeho hodnota je vypočtena v tomto případě podle vzorce: F = k ∙ N / R, ve kterém R - hodnota poloměru kola. V důsledku toho má koeficient tření v tahu rozměr délky. Obvykle je vyjádřena v centimetrech oproti kluznému koeficientu tření, což je bezrozměrné množství.

Jak již bylo uvedeno výše, koeficient vnitřního tření existuje nejen u pevných látek, ale také u kapalin. V hydraulice je často nutné vypočítat ztrátu specifické energie hydraulických systémů, která se vyskytuje v potrubích. Ty jsou dvojího druhu: ztráta délky pocházející z přímé trubky s jednotným toku, a lokální ztráty způsobené - deformace toku v důsledku změny tvaru kanálu (kontrakce, rozšíření, rotace). Hydraulické ztráty jsou vypočteny pomocí podobné hodnoty, která se nazývá "koeficient hydraulického tření".